重庆时时彩走势图万位: 版图中插入填充图形的方法.pdf

(10)申请公布号 CN 103853854 A (43)申请公布日 2014.06.11 CN 103853854 A (21)申请号 201210496239.3 (22)申请日 2012.11.28 G06F 17/50(2006.01) (71)申请人 上?；绾炅Π氲继逯圃煊邢薰?地址 201203 上海市浦东新区张江高科技园 区祖冲之路 1399 号 (72)发明人 李彦正 周京英 孙长江 (74)专利代理机构 上海浦一知识产权代理有限 公司 31211 代理人 殷晓雪 (54) 发明名称 版图中插入填充图形的方法 (57) 摘要 本申请公开了一种版图中插入填充图形的方 法， 包括以下步骤 ： 在每个局部区域的允许插入 填充图形的结构中， 虚拟地插入标准填充图形。 计 算该局部区域在虚拟地插入填充图形之后的图形 密度， 判断其是否大于或等于该局部区域的图形 密度的最低要求。 如果是， 在该局部区域的允许插 入填充图形的结构中实际插入该填充图形。如果 否， 在该局部区域的允许插入填充图形的结构中， 虚拟地插入比上一次虚拟插入的填充图形更大的 新的填充图形。不断重复直至该局部区域在插入 新的填充图形之后的图形密度大于或等于该局部 区域的图形密度的最低要求。本申请可以快速地 实现在版图中插入填充图形， 使得所有局部区域 都满足最低的图形密度要求。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103853854 A CN 103853854 A 1/1 页 2 1. 一种版图中插入填充图形的方法， 其特征是， 包括以下步骤 ： 第 1 步， 读取版图数据， 找到每个局部区域中允许插入填充图形的结构 ； 第 2 步， 在每个局部区域的允许插入填充图形的结构中， 虚拟地插入标准填充图形 ； 第 3 步， 计算该局部区域在虚拟地插入填充图形之后的图形密度， 判断其是否大于或 等于该局部区域的图形密度的最低要求 ； 如果是， 在该局部区域的允许插入填充图形的结构中实际插入该填充图形 ； 如果否， 进入第 4 步 ； 第 4 步， 在该局部区域的允许插入填充图形的结构中， 虚拟地插入比上一次虚拟插入 的填充图形更大的新的填充图形 ； 重复第3步～第4步， 直至该局部区域在插入新的填充图 形之后的图形密度大于或等于该局部区域的图形密度的最低要求。 2. 根据权利要求 1 所述的版图中插入填充图形的方法， 其特征是， 所述方法第 4 步中， 如果采用了该种生产工艺所允许的最大的填充图形， 虚拟插入后的图形密度仍然小于该局 部区域的图形密度的最低要求， 则上报错误。 3. 根据权利要求 1 所述的版图中插入填充图形的方法， 其特征是， 为每一种生产工艺 制定一个填充图形的大小与图形密度之间的对应关系的表格 ； 所述表格中记载了从标准填 充图形开始各边长递增直至该生产工艺允许的最大填充图形所对应的图形密度 ； 在所述方法第 3 步中， 如果该局部区域在虚拟地插入填充图形之后的图形密度小于该 局部区域的图形密度的最低要求， 则计算为了满足该局部区域的图形密度的最低要求在该 局部区域插入新的填充图形的最低图形密度 ； 在所述方法第 4 步中， 在该种生产工艺的表格中找到图形密度大于所述在该局部区域 插入新的填充图形的最低图形密度的最小尺寸的填充图形， 进行虚拟插入而重复第 3 步～ 第 4 步。 4. 根据权利要求 3 所述的版图中插入填充图形的方法， 其特征是， 如果所述在该局部 区域插入新的填充图形的最低图形密度大于该种生产工艺的表格中的全部图形密度， 则上 报错误 ； 如果在使用了该种生产工艺的表格中的最大填充图形， 计算出的该局部区域在虚拟地 插入所述最大填充图形之后的图形密度仍然小于该局部区域的图形密度的最低要求， 则上 报错误。 权 利 要 求 书 CN 103853854 A 2 1/5 页 3 版图中插入填充图形的方法 技术领域 [0001] 本申请涉及一种半导体集成电路的物理版图设计方法， 特别是涉及一种为了满足 CMP 工艺要求而在版图的空白区域插入填充图形的方法。 背景技术 [0002] CMP（化学机械抛光） 工艺是半导体集成电路生产过程中最重要的工艺之一， 用来 对硅片表面进行平坦化处理。 [0003] 在深亚微米大规模集成电路制造中， 半导体物理版图的图形密度不均匀会对制造 后的电路器件的特性产生不利影响。为了提高芯片生产的成品率， 在 CMP 工艺中要求版图 的图形密度至少达到一个最小值。如果版图的图形密度达不到最小值， 则通过向版图的空 白部分插入填充图形来将图形密度提高到最小值以上。所述填充图形一般都是矩形， 目前 所选择插入的填充图形都是唯一尺寸的， 并且是在整个版图的空白部分插入。 [0004] 在 0.18μm 以上的先进生产工艺中， 对于整个版图不再有图形密度的要求， 但在 版图的每个局部区域 （局部区域的大小根据生产工艺而定） 都有各自的图形密度的最低要 求。每个局部区域要求的最低图形密度通常是相同的， 也不排除不同的可能性。若在某个 局部区域不能满足最低的图形密度， 则会对该局部区域的图形生成和器件形成产生非常严 重的影响。同时， 在某些局部区域中可能存在着禁止插入填充图形的结构。这些禁止插入 填充图形的结构即使位于版图的空白部分， 也不允许插入填充图形， 造成这种情况的原因 例如有其他层的影响、 或者在版图数据中的特别设置等。 [0005] 请参阅图6， 整个版图包括已有图形部分和空白部分。 空白部分又包括允许插入填 充图形的结构。而已有图形部分和空白部分中除了允许插入填充图形的结构之外的部分， 均为禁止插入填充图形的结构。 [0006] 由于存在禁止插入填充图形的结构， 使得在这些局部区域的空白部分插入单一形 状和大小的填充图形， 仍可能无法满足这些局部区域的图形密度的最低要求。一旦遇到这 种情况， 目前的处理方法是要求版图设计者修改版图数据， 以使每个局部区域都满足图形 密度的最低要求。这样工作量会比较大， 时间比较长， 也存在一定的风险。 发明内容 [0007] 本申请所要解决的技术问题是提供一种半导体集成电路的物理版图中插入填充 图形的方法。该方法可以适用于任何工艺， 包括 0.18μm 以上的先进工艺， 并且处理速度 快。 [0008] 为解决上述技术问题， 本申请版图中插入填充图形的方法包括以下步骤 ： [0009] 第 1 步， 读取版图数据， 找到每个局部区域中允许插入填充图形的结构 ； [0010] 第 2 步， 在每个局部区域的允许插入填充图形的结构中， 虚拟地插入标准填充图 形 ； [0011] 第 3 步， 计算该局部区域在虚拟地插入填充图形之后的图形密度， 判断其是否大 说 明 书 CN 103853854 A 3 2/5 页 4 于或等于该局部区域的图形密度的最低要求 ； [0012] 如果是， 在该局部区域的允许插入填充图形的结构中实际插入该填充图形 ； [0013] 如果否， 进入第 4 步 ； [0014] 第 4 步， 在该局部区域的允许插入填充图形的结构中， 虚拟地插入比上一次虚拟 插入的填充图形更大的新的填充图形 ； 重复第3步～第4步， 直至该局部区域在插入新的填 充图形之后的图形密度大于或等于该局部区域的图形密度的最低要求。 [0015] 本申请特别针对 0.18μm 以上的先进生产工艺， 针对每一个局部区域可以插入不 同大小的填充图形。这样便不需要修改整个版图数据， 从而快速地实现在版图中插入填充 图形， 使得所有局部区域都满足最低的图形密度要求。最终符合 CMP 工艺要求， 而提高芯片 制造的可靠性。 附图说明 [0016] 图 1 是本申请版图中插入填充图形的方法的流程图 ； [0017] 图 2 是本申请版图中插入填充图形的改进方法的流程图 ； [0018] 图 3 是整个芯片版图被划分为多个局部区域的示意图 ； [0019] 图 4 是整个芯片版图上允许插入填充图形的结构、 禁止插入填充图形的结构的分 布 ； [0020] 图 5a ～图 5c 是不同的局部区域中所实际插入的填充图形的示意图 ； [0021] 图 6 是整个版图的划分示意图。 [0022] 图中附图标记说明 ： [0023] 10 为整个芯片版图 ； 20 为局部区域 ； 21 为第一局部区域 ； 22 为第二局部区域。 具体实施方式 [0024] 请参阅图 1， 本申请版图中插入填充图形的方法包括以下步骤 ： [0025] 第 1 步， 读取版图数据， 例如以二进制的方式读入 GDSII 格式的版图数据。不同的 生产工艺定义了一幅版图中包含的局部区域的数量， 以及每个局部区域的大小。根据版图 数据找到每个局部区域中允许插入填充图形的结构。 [0026] 一个制造有半导体器件的硅片上具有许多层， 需要插入填充图形以满足 CMP 工艺 要求的只是其中的小部分层次。对于这小部分层次， 由工艺规则决定哪些空白部分允许插 入填充图形， 哪些空白部分不允许。 而对于其他层次， 有些层次上是禁止插入其他层次的填 充图形的。 通过对整个版图数据的运算， 才能分析出各层之间的相互影响与制约， 从而找到 每个局部区域中允许插入填充图形的结构。 [0027] 第 2 步， 在每个局部区域的允许插入填充图形的结构中， 虚拟地插入标准填充图 形 A。不同的生产工艺都定义了各自的标准填充图形， 所述标准填充图形的形状和大小唯 一， 一般为矩形。通常是在允许插入填充图形的结构中， 以标准填充图形 A 的阵列的方式进 行插入， 但不得超出所述的允许插入填充图形的结构的范围， 并且要迎合允许插入填充图 形的结构的轮廓线。 [0028] 第3步， 计算该局部区域在虚拟地插入填充图形之后的图形密度DYi=(X+Y)/Z。 其 中， Dyi 为该局部区域的图形密度值， 单位为百分比。X 为该局部区域的原始图形所占面积。 说 明 书 CN 103853854 A 4 3/5 页 5 Y 为该局部区域所插入的填充图形所占面积。Z 为该局部区域的面积。 [0029] 判断该局部区域在插入填充图形之后的图形密度 DYi 是否大于或等于该局部区 域的图形密度的最低要求 DYS。 [0030] 如果是， 表示该局部区域在插入填充图形之后的图形密度已经满足最低要求， 因 而只要在该局部区域的允许插入填充图形的结构中实际插入该填充图形即可。 [0031] 如果否， 表示该局部区域在插入填充图形之后的图形密度还不满足最低要求， 因 而需要将该填充图形替换为新的填充图形， 进入第 4 步。 [0032] 第 4 步， 在该局部区域的允许插入填充图形的结构中， 虚拟地插入比上一次虚拟 插入的填充图形更大的新的填充图形。重复第 3 步～第 4 步， 直至该局部区域在插入新的 填充图形之后的图形密度 DYi 大于或等于该局部区域的图形密度的最低要求 DYS。如果采 用了该种生产工艺所允许的最大的填充图形， 虚拟插入后的图形密度 DYi 仍然小于该局部 区域的图形密度的最低要求 DYS， 则上报错误。收到上报的错误后， 由版图设计者考虑修改 版图数据来满足图形密度的最低要求。 [0033] 请参阅图 2， 对上述版图中插入填充图形的方法可以进行如下改进。进一步地， 为 每一种生产工艺制定一个填充图形的大小与图形密度的表格， 如下表所示。 [0034] B1 B1+yB1+ny A1 DEN11 DEN12DEN1n A1+x DEN21 DEN22DEN2n . . . . A1+mx DENm1 DENm2 DENmn [0035] 其中， A1、 B1 分别表示该种生产工艺的的标准填充图形 A（矩形） 的两条边长。x、 y 分别表示标准填充图形 A 的两条边上增加的单位尺寸。m、 n 均为自然数。A1+mx、 B1+ny 分 别表示该种生产工艺所允许的最大填充图形的两条边长。DEN11、…、 DENmn 则表示不同边 长的填充图形所对应的图形密度。每种生产工艺都具有填充图形之间的间距的最低要求， 在该最低要求的间距条件下， 填充图形的面积越大， 其所对应的图形密度就越高。 [0036] 相应地， 在所述方法第 3 步中， 如果该局部区域在插入填充图形之后的图形密度 DYi 小于该局部区域的图形密度的最低要求 DYS， 则计算该局部区域在将该填充图形去除， 而改为插入新的填充图形的情况下， 为了满足该局部区域的图形密度的最低要求， 该新的 填充图形的图形密度 DYn=（DYS-（1-Ai） DYr） /Ai。其中， DYr 为该局部区域中禁止插入填 充图形的结构的图形密度值， Ai 为该局部区域中允许插入填充图形的结构所占面积占该局 部区域的总面积的比值。由于 DYr=X/[Z（1-Ai） ]， 因此 DYn=（DYS–X/Z） /Ai。 [0037] 相应地， 在所述方法第4步中， 根据第3步计算的改用新的填充图形所需的最小图 形密度 DYn， 对照该种生产工艺下不同填充图形的大小与图形密度的表格， 从表格中找到图 说 明 书 CN 103853854 A 5 4/5 页 6 形密度大于 DYn 的具有最小尺寸的填充图形， 重复第 3 步～第 4 步。如果 DYn 大于表格中 的全部图形密度， 则上报错误。 如果在使用了表格中的最大尺寸的填充图形后， 计算出的该 局部区域在插入该最大尺寸的填充图形之后的图形密度 DYi 仍然小于该局部区域的图形 密度的最低要求 DYS， 则上报错误。 [0038] 下面将以一个具体的实施例， 对图 2 所示的版图中插入填充图形的改进方法进行 详细的说明。某个半导体集成电路的生产工艺将一个大小为 2100μm*2100μm 的芯片版 图 10 划分为 9 个局部区域 20， 每个局部区域 20 的大小均为 700μm*700μm， 如图 3 所示。 该生产工艺要求每个局部区域 20 的图形密度都要在 30% 以上， 即 DYS=30%。该生产工艺 所使用的标准填充图形 A 是大小为 2μm*4μm 的矩形， 允许使用的最大填充图形是大小为 10μm*10μm 的矩形。填充图形的每条边的步长均为 1μm。各个填充图形之间的间距固定 为 2μm。 [0039] 根据该生产工艺所规定的上述信息建立如下填充图形的大小与图形密度之间的 关系表格。 [0040] 4 5. 9 10 2 33% 35%. . 41% 3 40% 42%. . 50% . . . . 9 . 66% 68% 10 55% 59%. 68% 69% [0041] 根据本申请版图中插入填充图形的方法， 首先读取版图数据， 找到每个局部区域 20 中允许插入填充图形的结构。请参阅图 4， 其中的空白部分就是允许插入填充图形的结 构， 而阴影填充部分就是禁止插入填充图形的结构。然后在每个局部区域 20 的允许插入填 充图形的结构中， 虚拟地插入标准填充图形 A。假设除了局部区域 21 和 22， 其余的局部区 域在插入标准填充图形 A 之后已经可以满足 30% 的最低图形密度要求， 这些局部区域插入 2μm*4μm 的标准填充图形 A 如图 5a 所示。 [0042] 对于第一局部区域21， 其中有30%的部分禁止插入填充图形， 即Ai=70%。 在禁止插 入填充图形的部分中， 其图形密度为 15%， 即 DYr=15%。那么， 为了满足第一局部区域 21 的 30% 的最低图形密度要求， 第一局部区域 21 的填充图形的最低图形密度 DYn= （DYS- （1-Ai） DYr） /Ai=36.43%。查表可知， 选取 3*4 的填充图形能达到 40% 的图形密度， 这也是图形密度 36.43% 的最小尺寸的填充图形。所以选取 3*4 的填充图形， 经虚拟地插入后计算， 已使得 第一局部区域 21 符合 30% 的最低图形密度要求。那么第一局部区域 21 就采用 3*4 的填充 图形在允许插入填充图形的结构中进行阵列式插入， 如图 5b 所示。 [0043] 对于第二局部区域 22， 其中有 60% 的部分禁止插入填充图形， 即 Ai=40%。在禁止 插入填充图形的部分中， 其图形密度为 8%， 即 DYr=8%。那么， 为了满足第二局部区域 22 的 说 明 书 CN 103853854 A 6 5/5 页 7 30% 的最低图形密度要求， 第二局部区域 22 的填充图形的最低图形密度 DYn= （DYS- （1-Ai） DYr） /Ai=63.00%。查表可知， 选取 9*9 的填充图形能达到 66% 的图形密度， 这也是图形密度 63.00% 的最小尺寸的填充图形。但在虚拟地插入后发现， 由于第二局部区域 22 中允许插 入填充图形的结构的形状限制， 其图形密度仍不满足 30% 的最低图形密度要求。再查表， 选 取 9*10 或 10*9 的填充图形， 经虚拟地插入后计算， 已使得第二局部区域 22 符合 30% 的最 低图形密度要求。那么第二局部区域 22 就采用 9*10 或 10*9 的填充图形在允许插入填充 图形的结构中进行阵列式插入， 如图 5c 所示。 [0044] 本申请版图中插入填充图形的方法， 可以在不同的局部区域中插入不同大小的填 充图形， 以使得每个局部区域都满足最低的图形密度要求。 [0045] 以上仅为本申请的优选实施例， 并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来 说， 本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同 替换、 改进等， 均应包含在本申请的?；し段е?。 说 明 书 CN 103853854 A 7 1/5 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103853854 A 8 2/5 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 103853854 A 9 3/5 页 10 图 3 图 4 图 5a 说 明 书 附 图 CN 103853854 A 10 4/5 页 11 图 5b 图 5c 说 明 书 附 图 CN 103853854 A 11 5/5 页 12 图 6 说 明 书 附 图 CN 103853854 A 12